Способ выращивания кристаллов из расплава в автоматическом режиме
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Номер патента: 1798396
Авторы: Курлов, Петьков, Редькин, Россоленко
Текст
(51)5 С 30 В 15 ОСУДАРСТВЕННО ЕДОМСТВО ССС ГОСПАТЕНТ ССС НТНО РСКОМ К ИДЕТЕЛ ЬСТВ ия массы и ее еличин соответбе структура реыглядит следуюТп Тп 1 = К 1 х(71) Институт физики твердого тела АНСССР(54) СПОСОБ ВЫРАЩИВАНИЯ КРИСТАЛЛОВ ИЗ РАСПЛАВА В АВТОМАТИЧЕСКОМРЕЖИМЕ(57) Использование: изобретение относитсяк технике выращивания кристаллов вытягиИзобретение относится к технике выращивания кристаллов вытягиванием из расплава методом Чухральского в автоматическом режиме и может быть использовано для получения высококачественных кристаллов с круглым, квадратным и др, формы сечением; молибдаты гадолиния, тербия, кальция, ниобат и танталат лития, германат и силикат висмута, лангасит и др.Целью изобретения является увеличение точности поддержания геометрическогопараметра сечения кристалла.Обычно при использовании двухканальной системы управления структура регулятора выглядит следующим образом; ванием из расплава методом Чохральского и может быть использовано для получения кристаллов различной формы сечения, Сущность изобретения: способ позволяет увеличить точность поддержания геометрического параметра сечения кристалла, При этом в расплав вводят пластину параллельно поверхности расплава, измеряют температуру этой пластины Тп, формируют два дополнительных сигнала, первый из которых пропорционален скорости изменения температуры Т а второй сигнал - второй производной этой температуры и суммируют сигналами обратной связи Т- и Ч-каналов, а компенсацию отклонения осуществляют суммарнымсигналом, 1 ил,де Лп) и Ла - отклоненроизводной от заданных вственно,0 - вектор управления, состоящий изи Ч-компонент,К 1К 11 К 1 гКг 1 Кгг- матрица настроечнькоэффициентов, относящихся к датчику вса,В предлагаемом спосогулятора в общем случае вщим образом: Ф Вгде Тп и Тп - первая и вторая производныетемпературы пластины, 1798396, 0=01+02 К 2 = К - матрица настроечныхК 13 К 14К 23 К 24коэффициентов, относящаяся к температурному датчику.Как видно из предложенного закона управления (2),. происходит стабилизация отклонения Ьп , скорости изменения температуры Тп, что приводит к постоянству не только площади сечения, но и его формы.На чертеже представлена схема реализации способа выращивания кристаллов из расплава в автоматическом режиме,В расплав 1, который помещают в тигель 2, опускают пластину 3 с термопарой 4 параллельно поверхности расплава 1, после этого затравку 5 подводят к поверхности расплава 1, включают приводы вращения 6 и перемещения 7 верхнего штока 8, формируют перетяжку 9 и далее проводят выращивание кристалла 10 в автоматическом режиме. Вертикальное перемещение пластины 3 осуществляют в соответствии с падением уровня расплава 1 при помощи привода перемещения 11, Двигатель приводов перемещения 7,11 и вращения 6 управляют от ЭВМ 12 с помощью модулей сопряжения 13, 14, 15. Кристалл 10 взвешивают с помощью датчика веса 16, Сигналы с датчика веса 16 и термопары 4 поступают на аналого-цифровые преобразователи 17 и 18, также сопряженные с ЭВМ 12, Управление от Э ВМ 12 Формой кристалла 10 осуществляли; по Ч-каналу с помощью модуля сопряжения 13, по Т-каналу с помощью цифроаналогового преобразователя 19, С цифроаналогового преобразователя 19 сигнал поступает на источник электрической энергии 20, с помощью которого осуществляется питание нагревателя 21,Предлагаемый способ выращивания кристаллов из расплава в автоматическом режиме реализован следующим образом.П р и м е р 1. Проводили выращивание кристаллов молибдата гадолиний 0 ориентации методом Чохральского из платинового тигля, имеющего следуюьцие размеры: диаметр - 50 мм, высота - 50 мм, толщина стенки - 3 мм. Тепловая зона была выполнена в виде труб из спеченной окиси алюминия, также использовался платиновый конический экран, Расплав находился при температуре 1160 С, В расплав опускали платиновую пластину диаметром 30 мм и толщиной 1 мм на глубину 2 мм от поверхности расплава. Температуру Тп пластины измеряли при помощи Рс-РЯтермопэры. После затравливания и формирования перетяжки выращивание проводили в автоматическом режиме. При этом перемещение пластины при выращивании кристалла осуществляли таким образом, чтобы расстояние между пластиной и поверхностью расплава сохранялось постоянным. Выращивание проводили при скорости вытягивания 5 мм/час и скорости вращения - 100 об/мин, максимальный угол разращивания кристалла составлял 130. Для управления технологическим процессом роста использовали персональный компьютер типа 1 ВМ РС/АТ с устройством сопряжения, выполненнь м в стандарте ЧМЕ, Осуществлялось двухканальное (Т- и Ч-) управление, дополненное компонентами по производным пластины. Вычисление и суммирование компонент управления 01 и 02 производилось компьютером.Было получено 12 кристаллов молибдата гадолиния хорошего качества с постоянным квадратным сечением (сторона квадрата 30 мм) длиной 60-80 мм.П р и м е р 2. Проводили выращивание кристаллов ниобата лития методом Чохральского из платинового тигля, имеющего следующие размеры: диаметр - 120 мм, высота - 120 мм, толщина стенки - 3 мм.Тепловая зона была выполнена в виде труб из спеченной окиси алюминия, в качестве активного экрана использовался платиновый экран. Расплав находился при температуре 1270 С. В расплав опускали платиновую пластину диаметром 80 мм и толщиной 1 мм на глубину 4 мм от поверхности расплава, температуру пластины измеряли при помощи Рт-РЙЬ - 10 термопары. После затравливания и формирования перетяжки выращивание проводили в автоматическом режиме. При этом перемещение пластины осуществляли всоответствии с падением уровня расплава в тигле таким образам, чтобы расстояние пластины от поверхности расплава сохранялось постоянным. Выращивание проводили при скорости вращения - 10 об/мин, максимальный угол при формировании прямого и обратного конусов составлял 65 О. Для управлений технологическим процессом роста использовали персональный компьютер типа 1 ВМ РС/АТ с устройством сопряжения, выполненным в стандарте ЧМЕ. Осуществлялось двухканальное управление, дополненное1798396 Составитель В.Курло Техред М.Моргентал Ре А,Павловская иси рект аз 753 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж; Раушская наб., 4/5 ьский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 10 зводственно-и компонентами по производным температуры аналогично примеру 1. Было выращено 3кристалла ниобата лития диаметром 80 мм,длиной 130 мм хорошего качества. Точностьподдержания диметра составляла 0,2%. 5Использование предлагаемого способавыращивания кристаллов из расплава в автоматическом режиме обеспечивает посравнению с существующими способамистабилизацию межфаэной границы относительно поверхности расплава, что позволяет получать кристаллы с заданнымиформами и геометрическими параметрамипоперечного сечения,Формула изобретения 15Способ выращивания кристаллов иэрЭсплава в автоматическом режиме, состоящий из стадий эатравливания и выращивания, включа 1 ощих измерение массы и длиныкристалла, определение геометрического 20параметра сечения кристалла по иэмеренным величинам и его регулирование изменением температуры расплава и/или скорости вытягивания кристалла. о т л и ч а ю щ ий с я тем, что. с целью повышения качества выращиваемых кристаллов эа счет увеличения точности поддержания их геометрического параметра сечения, на стадии затравливания под затравливаемый кристалл в расплав вводят пластину, плоскость которой параллельна поверхности расплава, при этом расстояние между пластиной и поверхностью расплава поддерживают постоянным на стадии выращивания, измеряют температуру пластины, определяют ее первую и вторую производные и дополнительно корректируют значение геометрического параметра сечения кристалла по первой и второй производным температуры пластины и одновременно по температуре расплава и скорости вытягивания кристалла,
СмотретьЗаявка
4848199, 09.07.1990
ИНСТИТУТ ФИЗИКИ ТВЕРДОГО ТЕЛА АН СССР
КУРЛОВ ВЛАДИМИР НИКОЛАЕВИЧ, ПЕТЬКОВ ИВАН СЕРГЕЕВИЧ, РЕДЬКИН БОРИС СЕРГЕЕВИЧ, РОССОЛЕНКО СЕРГЕЙ НИКОЛАЕВИЧ
МПК / Метки
МПК: C30B 15/28, G05D 27/00
Метки: автоматическом, выращивания, кристаллов, расплава, режиме
Опубликовано: 28.02.1993
Код ссылки
<a href="https://patents.su/3-1798396-sposob-vyrashhivaniya-kristallov-iz-rasplava-v-avtomaticheskom-rezhime.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Способ выращивания кристаллов из расплава в автоматическом режиме</a>
Предыдущий патент: Устройство для выращивания кристаллов кремния из расплава
Следующий патент: Способ получения эпитаксиальных слоев полупроводниковых соединений а в
Случайный патент: Разъемный магнитопровод электрической машины